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效率计算器

步 1 / 3 效率
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效率衡量你投入机器的能量或功中，有多少真正以有用的形式输出。输入有用输出和总输入（两者使用相同单位，无论是焦耳、瓦特、卡路里还是所做的功），本计算器就会给出以百分比表示的效率，以及因摩擦、热或声音而损耗的数量。没有任何机器能达到 100 %，因此结果一眼就能告诉你，你的输入中有多少在做真正的功、有多少被浪费，方便你比较发动机、电动机、滑轮或任何转换能量的系统。

如何使用本计算器

  1. 1

    输入有用输出

    填入以有用形式输出的能量或功，可用任意单位。

  2. 2

    输入总输入

    填入提供的总能量或总功，使用与输出相同的单位。

  3. 3

    读取效率

    效率百分比和损耗的能量会即时显示。

公式

效率（η，希腊字母 eta）是有用输出与总输入之比，以百分比表示：

η = (有用输出 ÷ 总输入) × 100 %

其中：

  • η = 效率，介于 0 % 与 100 % 之间的百分比。
  • 有用输出 = 完成你所需任务的能量或功。
  • 总输入 = 提供给系统的能量或功。

输出和输入都必须使用相同单位，焦耳对焦耳、瓦特对瓦特、卡路里对卡路里。由于单位相同，比值是无量纲的，单位相互抵消，只剩下一个纯粹的百分比。损耗的能量（由于摩擦、热、声音或阻力）就是：

损耗能量 = 总输入 − 有用输出

算例

汽车发动机燃烧燃料，释放出 1000 焦耳的化学能，但只有 250 J 最终转化为车轮上的有用运动。效率为：

η = (250 J ÷ 1000 J) × 100 % = 25 %

损耗的能量为 1000 − 250 = 750 J，大部分通过散热器和排气管以热的形式散失。25 % 的结果对汽油发动机来说很典型：燃料的大部分能量从未到达路面。

速查表

有用输出 总输入 效率 损耗能量
80 100 80 % 20
250 1000 25 % 750
45 60 75 % 15
9 10 90 % 1
1 4 25 % 3

常见误区

  • 混用单位。 输出和输入必须使用相同单位。在未先换算的情况下，用 250 J 的功去比较 1000 卡路里的燃料，会得出毫无意义的结果。
  • 输出大于输入。 效率永远不会超过 100 %，那会凭空产生能量。如果你的输出看起来比输入大，说明你把其中一个值标错了。
  • 功率与能量。 只要两个值都是在同一时间段内测量的功率，你就可以用功率（瓦特）代替能量（焦耳）；比值依然成立。
  • 忽略损耗。 损耗的能量（输入 − 输出）是真实的热、摩擦或声音。效率更高意味着你的输入被浪费得更少，而不是机器产出更多。

常见问题

效率是你投入某个系统的能量或功中，以有用形式输出的那一部分，用百分比表示：η = (有用输出 ÷ 总输入) × 100 %。一台效率为 90 % 的电动机把 90 % 的电输入转化为运动，并将 10 % 以热的形式损耗。

不能。有用输出永远不会超过总输入，因为那意味着凭空产生能量，而热力学定律禁止这一点。任何高于 100 % 的结果都说明输出和输入的数值被弄反了，或者用了不同的单位来测量。

你可以使用任意单位，焦耳、瓦特、卡路里、千瓦时或功的单位，只要输出和输入都采用相同单位即可。由于公式是一个比值，单位会相互抵消，答案始终是百分比。

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